陳希清，秦拯緯，李劍鋒，夏 杰，張遵遵，盧友月，付建明

（中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心（中南地質(zhì)科技創(chuàng)新中心），武漢430205；中國地質(zhì)調(diào)查局花崗巖成巖成礦地質(zhì)研究中心，武漢 430205）

南嶺主要由越城嶺、都龐嶺、萌渚嶺、騎田嶺和大庾嶺等5個(gè)山嶺組成，區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源十分豐富，是我國南方有色金屬、黑色金屬、稀有金屬、貴金屬的重要資源地和產(chǎn)區(qū)，是世界鎢礦床和原生錫礦床分布最密集的地區(qū)之一[1-2]，因此，也稱之為南嶺成礦帶。其中，騎田嶺又名桂陽嶺、客嶺山、黃岑山、折嶺等，位于湖南省東南部宜章縣、郴州市之間，主體由燕山早期花崗巖體構(gòu)成，面積數(shù)千km2，主峰海拔1510 m，為湘江支流耒水和珠江水系北江西源武水的分水嶺。騎田嶺地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，主要集中分布于其山腰及山腳地帶，如新田嶺鎢礦查明儲(chǔ)量30多萬噸[3]，魯塘地區(qū)石墨礦探明儲(chǔ)量3000多萬噸[4]。此外，還勘查出煤礦、花崗巖、大理巖及礦泉水等礦產(chǎn)資源，礦業(yè)開發(fā)對(duì)繁榮地方經(jīng)濟(jì)起了重要作用。近年來，騎田嶺地區(qū)找礦又取得重大突破，在其南部花崗巖中發(fā)現(xiàn)了具有超大型規(guī)模遠(yuǎn)景的白臘水錫多金屬礦床[5]，該區(qū)又成為了國內(nèi)外花崗巖與成礦研究的熱點(diǎn)地區(qū)，同時(shí)，相關(guān)的錫礦開采活動(dòng)也隨之展開。

隨著人們物質(zhì)文化生活水平日益提升，“綠水青山就是金山銀山”理念深入人心，人民群眾開始更加注重生活的環(huán)境質(zhì)量。湘江、珠江流域的環(huán)境污染問題一直備受關(guān)注[6-12]。騎田嶺地區(qū)位于流域上游，不可否認(rèn)，礦山開采活動(dòng)會(huì)對(duì)礦區(qū)及其下游地區(qū)造成不同程度的環(huán)境影響。到目前為止，有關(guān)騎田嶺花崗巖與鎢錫多金屬礦床的研究已開展過大量工作[13-18]，而涉及環(huán)境地球化學(xué)調(diào)查資料較缺乏。本文以騎田嶺南坡上部的仰天湖高山草場、中部的芙蓉洞禾花魚養(yǎng)殖區(qū)、中下部的白臘水錫礦區(qū)及其下游地區(qū)作為研究對(duì)象，對(duì)不同生態(tài)環(huán)境區(qū)域內(nèi)土壤、地表水體開展分析研究，以期為地方政府科學(xué)規(guī)劃部署和美麗鄉(xiāng)村建設(shè)提供環(huán)境地球化學(xué)基礎(chǔ)資料。

1 基本情況

騎田嶺主體由燕山早期花崗巖構(gòu)成。巖體平面上呈近等軸狀，面積約520 km2，主要巖性為中－細(xì)粒斑狀角閃黑云二長花崗巖、粗－中粒斑狀黑云正長花崗巖。區(qū)內(nèi)地層比較簡單，主要為石炭紀(jì)和二疊紀(jì)的碳酸鹽巖及少量粉砂質(zhì)頁巖、硅質(zhì)頁巖、長石石英砂巖等，圍繞騎田嶺花崗巖體分布。

騎田嶺頂部自然環(huán)境優(yōu)美，現(xiàn)有仰天湖風(fēng)景區(qū)。仰天湖面積20多畝，湖水碧透、平靜如鏡，湖泊周圍海拔1100—1400 m之間，屬仰天湖高山草場，面積約40多km2。草場外圍有原始森林，遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)和工業(yè)區(qū)，無大氣污染和酸雨、沙塵污染，空氣清新。近年，騎田嶺頂部修建了許多大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，正為國家提供大量清潔能源。同時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)也成為了仰天湖風(fēng)景區(qū)的一大景觀。

山頂向下不遠(yuǎn)的仰天湖瑤族鄉(xiāng)芙蓉洞、磨池水、寬洞等中-中低山地帶，平均海拔1100 m，有水田面積數(shù)萬畝，是郴州高山禾花魚的重要原產(chǎn)地和核心主產(chǎn)區(qū)，素有“郴州高山禾花魚之鄉(xiāng)”的美譽(yù)。得天獨(dú)厚的地理、氣候和優(yōu)質(zhì)的水、土壤等資源優(yōu)勢(shì)，為禾花魚的生長提供了優(yōu)質(zhì)環(huán)境，成就了曾為貢品的禾花魚。

白臘水錫多金屬礦是近年來南嶺地區(qū)發(fā)現(xiàn)的具有超大型規(guī)模遠(yuǎn)景的礦床，產(chǎn)在騎田嶺花崗巖與圍巖南接觸帶附近的花崗巖中，主要礦床類型有夕卡巖-破碎帶蝕變巖復(fù)合型、蝕變花崗巖型等。云錫集團(tuán)已投入大量人、財(cái)、物，各種采、選基礎(chǔ)設(shè)施已建設(shè)完成，目前已在小規(guī)模開采。

為了更好地促進(jìn)礦業(yè)開發(fā)與環(huán)境保護(hù)協(xié)同發(fā)展，我們選擇騎田嶺南坡的仰天湖高山草場、芙蓉洞禾花魚養(yǎng)殖區(qū)、白臘水錫礦區(qū)及其下游洪水江（圖1）的土壤、地表水體為主要研究對(duì)象，分析評(píng)價(jià)它們的環(huán)境地球化學(xué)現(xiàn)狀。通過開展上述地區(qū)的水土環(huán)境地球化學(xué)調(diào)查研究，查明地表水體及土壤重金屬含量及變化特征，分析環(huán)境現(xiàn)狀、礦山開發(fā)導(dǎo)致礦山及周邊土壤污染程度、范圍及變化規(guī)律，追蹤礦山污染源；研究養(yǎng)殖、采礦等人類活動(dòng)對(duì)自然水體水質(zhì)的影響程度、有毒有害元素含量變化和降解規(guī)律，為地方政府科學(xué)決策提供環(huán)境地球化學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

圖1 騎田嶺自然景觀及環(huán)境調(diào)查采樣點(diǎn)分布圖Fig.1 The natural landscape map and sampling points distribution of the Qitianling area

2 樣品采集、分析方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

本次研究工作野外調(diào)查和相關(guān)土壤、水等樣品的采樣時(shí)間為2020年5月。

2.1 樣品采集與分析方法

1∶1萬土壤剖面測(cè)量：在仰天湖高山草場、禾花魚養(yǎng)殖區(qū)和白臘水錫礦區(qū)各部署了1條土壤剖面（圖1），采樣間隔為40 m。3條剖面分別采集土壤樣品38件、38件和28件，總計(jì)104件。土壤樣品采集地表下0～20 cm的原始新鮮土壤，為增加土壤樣品的代表性，采用多點(diǎn)采樣法，去除雜草、草根、礫石等雜物，留取1.0 kg裝入樣品袋（干凈的棉樣袋）。在日光下干燥，用40目尼龍篩過篩，取篩下粒級(jí)樣品150 g。另外，采集白臘水錫礦尾砂樣品2個(gè)。

水樣采集：在仰天湖高山草場、禾花魚養(yǎng)殖區(qū)、白臘水錫礦區(qū)和下游洪水江分別采集地表水樣8組、6組和39組，每組樣2瓶，每瓶500克。所有樣品用塑料瓶裝，裝瓶前將樣瓶潤洗3次并在水下蓋緊瓶蓋。確保水樣2天內(nèi)及時(shí)送實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)試。

樣品測(cè)試在國土資源部中南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心進(jìn)行，測(cè)試儀器為電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）X serisⅡ和電感耦合等離子體發(fā)射光譜譜儀（ICP-AES）ICAP 6300。參照 DZ/T0064-93地下水質(zhì)檢驗(yàn)方法[19]，測(cè)試了土壤和尾砂樣品的F、Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Co、Cd、Mo、As、Hg、Se、pH、 有機(jī)質(zhì)等；水樣分析 Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As、Hg、Sn、Tl、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cr6+、NH4+、COD（Mn）、Cl-、F-、SO42-、NO3-、NO2-、可溶性 SiO2、pH、總硬度、礦化度、Mn、Fe、溶解氧、電導(dǎo)率等。土壤和水樣的采樣、分析測(cè)試精度均能滿足相關(guān)規(guī)范和本研究工作的要求。

2.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、方法

土壤pH地球化學(xué)等級(jí)劃分依據(jù)為中國地質(zhì)調(diào)查局《土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》DZ/T 0295-2016[20]中的土壤酸堿度（pH）分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB15618—2018）[21]對(duì)騎田嶺地區(qū)農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)元素鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、鉛（Pb）、鉻（Cr）、銅（Cu）、鎳（Ni）、鋅（Zn）等金屬元素進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)篩查評(píng)價(jià)。

地表水質(zhì)量評(píng)價(jià)據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）[22]，選取地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)為：溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、氨氮（NH3-N）、總氮（N）、銅（Cu）、鋅（Zn）、氟化物（F-）、砷（As）、汞（Hg）、鎘（Cd）、六價(jià)鉻（Cr6+）、鉛（Pb）。依據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值，對(duì)參加評(píng)價(jià)的項(xiàng)目進(jìn)行單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)，劃分組分所屬質(zhì)量級(jí)別，分為五類。對(duì)各類別按表1規(guī)定確定單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值Fi。

表1 地表水質(zhì)量單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值表Table 1 The evaluation score of surface water quality based on single component

樣品綜合評(píng)價(jià)指數(shù)F值，按F＝[(Fi平均2+Fimax2)/2]1/2公式計(jì)算，式中Fi平均為單項(xiàng)組分評(píng)分值Fi的平均值，F(xiàn)imax為單項(xiàng)組分評(píng)分值Fi中的最大值。并據(jù)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)F值以表2為劃分依據(jù)確定地表水環(huán)境質(zhì)量級(jí)別。

表2 地表水質(zhì)量分級(jí)表Table 2 The assessment standards of surface water quality

地表水污染評(píng)價(jià)選用指標(biāo)為高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、氨氮（NH3-N）、總氮（N）、銅（Cu）、鋅（Zn）、氟化物（F-）、砷（As）、汞（Hg）、鎘（Cd）、六價(jià)鉻（Cr6+）、鉛（Pb）及硫酸鹽（SO42-）、氯化物（Cl-）、硝酸鹽（以 N 計(jì)）、鐵 (Fe) 、錳(Mn)、Tl等 17項(xiàng)。按《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）[22]Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行水質(zhì)單項(xiàng)污染指數(shù)Pi計(jì)算。單項(xiàng)污染指數(shù)Pi＝Ci/Co（Ci為樣品中污染物實(shí)測(cè)含量，Co為標(biāo)準(zhǔn)限值）。綜合污染指數(shù)按Pz＝[(Pi平均2+Pimax2)/2]1/2公式進(jìn)行計(jì)算，式中Pi平均為同一樣品中多種污染物單項(xiàng)污染指數(shù)的平均值，Pimax為同一樣品中多種污染物單項(xiàng)污染指數(shù)的最大值。據(jù)綜合污染指數(shù)Pz值和表3劃分地表水污染等級(jí)。

表3 地表水污染評(píng)價(jià)分級(jí)表Table 3 The assessment standards of surface water pollution

3 環(huán)境地球化學(xué)特征

3.1 仰天湖高山草場

3.1.1 土壤地球化學(xué)

仰天湖高山草場地區(qū)38個(gè)土壤樣品pH值及重金屬元素含量統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表4，重金屬元素含量變化見圖2。

圖2 仰天湖HT11線環(huán)境地球化學(xué)剖面圖Fig.2 The environmental geochemical profile across line HT11 in the Yangtian Lake area

表4 仰天湖土壤pH值及重金屬含量統(tǒng)計(jì)表Table 4 The statistics of pH values and heavy metal contents of soil in the Yangtian Lake area

仰天湖高山草場的土壤pH值在5.23～7.77之間，平均值5.93，酸堿性變化不大（表4，圖2），總體為弱酸性。

土壤中 Cd、Hg、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn 等 7 種重金屬元素含量均值（表4）均遠(yuǎn)低于土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值標(biāo)準(zhǔn)。

土壤 As的均值（49.16 mg·kg-1）略為超標(biāo)（表4），超標(biāo)樣品為HT11-28～HT11-33等6個(gè)點(diǎn)（圖2），其 As含 量 分 別 達(dá) 149、812、64.6、73.6、61.4、212 mg·kg-1。經(jīng)檢查，As高含量值連續(xù)出現(xiàn)地段，現(xiàn)為仰天湖風(fēng)電場大型風(fēng)機(jī)、貨物堆場和簡易公路，土壤As的局部高含量、超標(biāo)可能為風(fēng)電建設(shè)場地開挖和相關(guān)大型設(shè)備運(yùn)輸?shù)冉谌藶榛顒?dòng)，地表土壤層破壞，局部基巖外露引起。

總體看，仰天湖高山草場地區(qū)土壤環(huán)境地球化學(xué)現(xiàn)狀良好，同時(shí)要注意在高山生態(tài)脆弱區(qū)適當(dāng)控制基建活動(dòng)規(guī)模，并對(duì)人工開挖施工區(qū)進(jìn)行及時(shí)修復(fù)、保護(hù)。

3.1.2 地表水地球化學(xué)

在仰天湖及湖周邊小溪中采集了8組地表水水樣（分析結(jié)果表略），根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）[22]和表1、2、3，其水質(zhì)單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)和水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見表5，水污染等級(jí)見表6。

表6 仰天湖地表水污染等級(jí)表Table 6 The assessment and grading of the surface water pollution in the Yangtian Lake area

8組水樣中，水質(zhì)優(yōu)良1個(gè)，占12.5%；良好1個(gè)，占12.5%；水質(zhì)較差6個(gè)，占75.0%。其中，仰天湖外圍地區(qū)小溪水質(zhì)較好（HS05-52、HS05-53）（表5）。從表5可以看出，仰天湖水質(zhì)較差關(guān)鍵影響因素是水質(zhì)的總氮太高所致，初步分析認(rèn)為：仰天湖湖岸山坡上牧場放牧強(qiáng)度較高，受地形影響，動(dòng)物排泄物多進(jìn)入湖中，加之采樣時(shí)段降水少，湖內(nèi)水位較低水量少，導(dǎo)致湖內(nèi)水體總氮水平較高，水質(zhì)略有下降。另外，5月為旅游季節(jié)，大量人員涌入也是影響因素之一；牧民集中安置村莊（HS05-45）內(nèi)水塘水質(zhì)下降也同樣可能與人類活動(dòng)有關(guān)。

表5 仰天湖地表水質(zhì)量分級(jí)表Table 5 The assessment and grading of the surface water quality in the Yangtian Lake area

仰天湖地區(qū)地表水體污染指數(shù)計(jì)算顯示（表6），各單項(xiàng)指標(biāo)（Pi）除總氮外大多極低，8個(gè)樣品的綜合污染指數(shù)（Pz）多小于2.0，清潔-輕污染樣數(shù)占比87.5%，總體污染水平較低。隨著雨季到來、溫度升高，湖水水量增加和湖中水草等生長消耗，有機(jī)氮等將迅速下降，水質(zhì)好轉(zhuǎn)。

3.2 禾花魚養(yǎng)殖區(qū)

3.2.1 土壤地球化學(xué)

禾花魚養(yǎng)殖區(qū)38個(gè)土壤樣品pH值及重金屬元素含量（表略）統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表7，重金屬元素含量變化見圖3。

圖3 禾花魚養(yǎng)殖區(qū)HT10線環(huán)境地球化學(xué)剖面圖Fig.3 The environmental geochemical profile across line HT10 around the Hehua carp breeding base

表7 禾花魚養(yǎng)殖區(qū)土壤pH值及重金屬含量統(tǒng)計(jì)表Table 7 The statistics of pH values and heavy metal contents of soil around the Hehua carp breeding base

養(yǎng)殖區(qū)土壤樣品測(cè)試結(jié)果顯示，養(yǎng)殖區(qū)農(nóng)田、林地土壤pH值平均6.25（范圍為4.82～7.7），為弱酸性土壤。

土壤 Cd、Hg、As、Cr、Cu、Ni、Zn 等 7 種重金屬元素含量均值均低于土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值標(biāo)準(zhǔn)。Pb的均值（132.09 mg·kg-1）略為超標(biāo)，超標(biāo)樣品為 HT10-1～HT10-2、HT10-11～HT10-17 、HT10-36～HT10-38等點(diǎn)，Pb含量為 110～554 mg·kg-1，超標(biāo)樣品點(diǎn)均位于土壤剖面兩端公路側(cè)和中部的磨池水村內(nèi)公路、民房邊，Pb的較高含量可能與燃油車輛排放公路兩側(cè)土壤中富集等交通運(yùn)輸活動(dòng)有關(guān)；村莊外圍水田、林地Pb含量較低，無風(fēng)險(xiǎn)。

養(yǎng)殖區(qū)農(nóng)田、林地土壤重金屬含量總體較低，土壤環(huán)境地球化學(xué)現(xiàn)狀良好。

3.2.2地表水地球化學(xué)

在芙蓉洞村溪溝及禾花魚養(yǎng)殖稻田（圖4）中采集6組水樣，其水質(zhì)單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)和水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見表8，水污染等級(jí)見表9。

圖4 禾花魚養(yǎng)殖稻田Fig.4 Hehua carp breeding in rice field

6組水樣中（表8），水質(zhì)良好2組（HS05-46、HS05-51），占 33.3%；水 質(zhì) 較 差 3組（HS05-48、HS05-49、HS05-50），占 50.0%；極 差 1個(gè)（HS05-47），占 16.7%。其中，水質(zhì)良好的 HS05-46、HS05-51樣采自水田邊小溪溝內(nèi)，為養(yǎng)殖區(qū)灌溉水源；其它4組水樣采自禾花魚養(yǎng)殖稻田中。由表8可見，總氮、氨氮、化學(xué)需氧量等單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值Fi較高，水質(zhì)下降，初步分析認(rèn)為這與水樣采取時(shí)正值當(dāng)?shù)氐咎锎焊?、秧苗移栽期關(guān)系極大，如HS05-47號(hào)樣采自正在施撒農(nóng)家肥（大糞）的秧田，隨秧苗成長對(duì)氮等養(yǎng)分大量吸收轉(zhuǎn)換和溪水的不斷注入更換，農(nóng)田水質(zhì)將會(huì)逐步好轉(zhuǎn)。

表8 禾花魚養(yǎng)殖區(qū)地表水質(zhì)量分級(jí)表Table 8 The assessment and grading of the surface water quality in the Hehua carp breeding base

地表水體污染指數(shù)計(jì)算顯示（表9），各單項(xiàng)指標(biāo)（Pi）大多極低，6個(gè)樣品的綜合污染指數(shù)Pz多小于1.27，清潔-輕污染樣數(shù)占比83.3%，污染水平極低，利于當(dāng)?shù)靥厣a(chǎn)養(yǎng)殖。

表9 禾花魚養(yǎng)殖區(qū)地表水污染等級(jí)表Table 9 The assessment and grading of the surface water pollution in the land of Hehua Fish

3.3 白臘水錫礦采選區(qū)

3.3.1 選場尾砂重金屬含量

尾礦堆存往往占用大量耕地，并且容易造成礦區(qū)周邊環(huán)境污染。對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的影響具體表現(xiàn)在：堆存的尾礦易流動(dòng)和塌漏，造成植被破壞和傷人事故，尤其在雨季極易引起塌陷和滑坡；尾礦中有害成分及殘留選礦藥劑對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞嚴(yán)重，尤其是含重金屬的尾礦。

白臘水錫礦采選區(qū)現(xiàn)有較大尾砂庫兩個(gè)（圖5、圖6），由于礦山開采時(shí)間不長，庫容相對(duì)充裕、安全，僅需注意尾砂中重金屬淋浸流失對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的影響。分別采自兩個(gè)尾砂庫的2個(gè)尾砂樣品重金屬含量見表10。

圖5 白臘水錫礦選廠和尾砂庫（HY11）Fig.5 The ore concentrator and tailing pond (HY11) in the Bailashui deposit

圖6 白臘水錫礦選廠尾砂庫（HY12）Fig.6 The tailing pond (HY12) in the Bailashui deposit

表10 白臘水錫礦選場尾砂樣中重金屬和F、S含量表Table 10 The contents of F and S as well as heavy metals of Tin tailings in the Bailashui deposit

分析結(jié)果表明，尾砂樣HY11、HY12中的部分元素含量不同，尤其是 Cu、As、F、S 等元素含量差別大，兩處尾砂庫內(nèi)物質(zhì)成分不同，這與現(xiàn)場調(diào)查的情況一致：HY12樣所處尾砂庫內(nèi)尾砂呈均勻的灰白色（圖6），為錫礦石經(jīng)分選后尾砂的正常狀態(tài)，HY12樣代表著正常尾砂元素含量水平；HY11樣所處尾砂庫內(nèi)整體呈褐紅色（圖5），可能是現(xiàn)階段礦山建設(shè)，有較多地表礦化體中的硫化物風(fēng)化后未經(jīng)分選流入庫內(nèi)，引起了Cu等元素含量異常升高?？傮w來看，相比國標(biāo)（GB15618—2018）[21]土壤重金屬風(fēng)險(xiǎn)篩選值，白臘水錫礦選場尾砂中Hg含量極低，Cr、Ni含量相對(duì)較低，其它重金屬元素Cd、As、Pb、Cu、Zn 等含量水平較高，遠(yuǎn)超出國標(biāo)土壤風(fēng)險(xiǎn)篩選值；加之尾砂中存在的大量硫化物（S均值達(dá)1450 mg·kg-1）將逐步氧化產(chǎn)生大量酸性水，浸淋釋放出重金屬元素，滲透進(jìn)入山區(qū)水體和土壤中，造成環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。尾砂中F的高含量（F均值達(dá) 10010 mg ·kg-1）可能是下游洪水江氟化物（F-）超標(biāo)、水污染的主要原因（見后文）。

同時(shí)，尾砂分析結(jié)果顯示白臘水錫礦礦石中Hg含量極低，礦區(qū)及周邊生活用水中汞（Hg）污染物來源應(yīng)為錫礦和附近大理石礦開采等人為活動(dòng)，加劇開采區(qū)碳酸鹽巖圍巖汞元素活化釋放引起。

3.3.2 土壤地球化學(xué)

橫切白臘水錫礦區(qū)的土壤剖面（圖7）28個(gè)土壤樣品測(cè)試結(jié)果（表略）統(tǒng)計(jì)顯示（表11）：土壤樣品pH值平均值為6.30，總體呈弱酸性。pH值波動(dòng)范圍較大（4.24～8.14），離差高達(dá)1.15，局部地段土壤酸堿度變化明顯，可能與礦區(qū)內(nèi)礦山開挖、礦粉揚(yáng)塵和各類基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)引起的粉塵沉降風(fēng)化和土壤擾動(dòng)有關(guān)。

表11 白臘水土壤pH值及重金屬含量表Table 11 The pH values and heavy metal contents of soil around the Bailashui deposit

圖7 白臘水錫礦區(qū)HT12線環(huán)境地球化學(xué)剖面圖Fig.7 The environmental geochemical profile across line HT12 in the Bailashui deposit

土壤中 Hg、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn 等 6 種重金屬元素含量（表略）平均值相對(duì)較低（表11），低于土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值標(biāo)準(zhǔn)，但元素含量起伏變化明顯，部分樣品的 Pb、Cu、Ni、Zn 含量較高，已超出國標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)篩選值，在礦區(qū)花崗巖接觸帶、礦體礦化帶位置尤其明顯（如剖面上HT12-6、HT12-7、HT12-8點(diǎn)），遠(yuǎn)離則有降低的趨勢(shì)（圖7）。

錫礦采區(qū)土壤As污染突出（表11）：As含量均值高達(dá) 187.1 mg·kg-1，含量范圍12～1120 mg·kg-1。其均值為國標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)篩選值（40 mg·kg-1）的4.68倍，超農(nóng)用土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管制值（150 mg·kg-1）；極大值高達(dá)1120 mg·kg-1。礦區(qū)土壤Cd污染較明顯（表11）：其均值為 0.40 mg·kg-1，含量范圍0.019～2.62mg·kg-1。平均值為國標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)篩選值（0.3 mg·kg-1）的1.33倍，部分點(diǎn)含量較高，極大值高達(dá) 2.62 mg ·kg-1。土壤 As、Cd 污染與礦山開采活動(dòng)關(guān)系密切（圖7），二者峰值含量點(diǎn)均位于花崗巖接觸帶（礦體）附近位置（HT12-6、HT12-8點(diǎn)）。隨著錫礦的開采，礦體附近原有表土被人工剝掉，礦化的基巖和礦體裸露，導(dǎo)致采區(qū)局部土壤As、Cd污染。

總體來看，白臘水錫礦區(qū)及周邊土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀較差，土壤污染區(qū)域主要與礦山開采活動(dòng)關(guān)系密切，遠(yuǎn)離采坑則污染水平下降明顯。需要加強(qiáng)開采、運(yùn)輸和選礦等各個(gè)環(huán)節(jié)的管理，嚴(yán)格控制廢棄礦渣等的堆放。

3.3.3 地表水地球化學(xué)

在白臘水錫礦采區(qū)（大坑里－觀音田）、礦區(qū)外圍（安源－小吉沖）及礦區(qū)下游洪水江小吉沖－泗溪段（約10.3 km）共采集39組地表水水樣（分析結(jié)果表略），總體看地表水水質(zhì)較差、污染較嚴(yán)重。

白臘水錫礦采區(qū)地表（積水灘）、尾砂庫和排水溝的8組水樣水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)和污染等級(jí)計(jì)算結(jié)果見表12、13。

表12 白臘水錫礦采區(qū)地表水質(zhì)量分級(jí)表Table 12 The assessment and grading of the surface water quality in the Bailashui deposit

礦區(qū)8個(gè)地表水水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為水質(zhì)較差2個(gè)，占25%；水質(zhì)極差6個(gè)，占75%。除HS05-9樣為輕污染外，其它7個(gè)地表水污染評(píng)價(jià)分級(jí)均為重污染。污染物主要為汞（Hg）、氟化物（F-）、砷（As），其次為錳 (Mn)、鉈（Tl）等。錫礦開采中形成的選礦廢水、廢渣堆淋漓水、尾礦滲漏水等應(yīng)為礦區(qū)及下游地表水體的主要污染物來源。

采自礦區(qū)周邊小溪、農(nóng)家飲用水井、灌溉水渠及小河溝內(nèi)的10組水樣分析結(jié)果（表略）統(tǒng)計(jì)顯示（表14、15），僅極少部分的礦區(qū)上方溪水如HS05-25水質(zhì)為良好，附近飲用水和農(nóng)田灌溉用水水質(zhì)一般為較差級(jí)，其F值介于7.10－7.16間。10組水樣污染評(píng)價(jià)分級(jí)中僅1組溪水為尚清潔，輕污染、中污染、重污染各占3組，主要污染物為汞（Hg），極個(gè)別樣的總氮、鐵超標(biāo)。分析認(rèn)為，錫礦區(qū)周邊生活和灌溉用水受到不同程度的汞（Hg）污染，水質(zhì)較差，這可能與礦區(qū)內(nèi)污染的水向外溢流排放關(guān)系較大。同時(shí)，西側(cè)安源大理石采場（下關(guān)橋亭附近）的采石活動(dòng)也極有可能造成附近水體的汞（Hg）污染。

表14 白臘水錫礦外圍飲用和灌溉水質(zhì)量分級(jí)表Table 14 The assessment and grading of the drinking and irrigation water quality outside the Bailashui deposit

騎田嶺南坡清水江至泗溪間的清水江－洪水江總體流向南（圖1），全長15.0 km，其在大坑里－觀音田之間穿過白臘水錫礦采區(qū)，流經(jīng)小吉沖、洪水江村等地最后注入武水。洪水江沿線不同斷面15組地表水樣水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)和水污染評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算結(jié)果顯示，水樣大部分存在砷（As）、汞（Hg）、氟化物（F-）、錳 (Mn)、鉈（Tl）等明顯污染超標(biāo)，并以砷（As）、汞（Hg）污染為甚（表16）。洪水江中15個(gè)水樣，污染等級(jí)為輕污染的5個(gè)，占33.3%，重污染的10個(gè)，占66.7%。

表15 白臘水錫礦外圍飲用和灌溉水污染等級(jí)表Table 15 The assessment and grading of the drinking and irrigation water pollution outside the Bailashui deposit

表16 洪水江不同斷面水體主要污染物污染指數(shù)表Table 16 The main pollutant index of water bodies in diあerent sections of the Hongshui River

洪水江流經(jīng)白臘水礦區(qū)后，水質(zhì)狀況呈現(xiàn)規(guī)律性變化（圖8）：礦區(qū)上游（HS05-2、HS05-3）污染指數(shù)Pz值為1.14、1.56，為輕污染，主要污染物為汞（Hg）。受采礦活動(dòng)影響，礦區(qū)段（2.3 km）所采水樣 HS05-4、HS05-6、HS05-15、HS05-16、HS05-20、HS05-22的污染指數(shù)Pz值為4.09－ 9.23，砷（As）、汞（Hg）、氟化物（F-）、錳 (Mn)、鉈（Tl）等污染超標(biāo)。采礦區(qū)地表水、坑道排水、礦石堆滲濾水等匯集排入洪水江，于觀音田－小吉沖段（1.3 km）各類污染達(dá)峰值，綜合污染指數(shù)Pz值迅速升高達(dá)7.67 ～ 13.65（HS05-28、HS05-29）。隨 西 支 流（五里橋）等大小不等的溪流注入，洪水江小吉沖以下段水體（9.8km）的綜合污染指數(shù)Pz值迅速下降，水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)，其單項(xiàng)指標(biāo)PAs4.68→1.03，PHg2.8 → 2.00，氟化物（F-）、錳 (Mn)和鉈（Tl）等則完全降解為標(biāo)準(zhǔn)值以下。至洪水江口段（HS05-37），洪水江水Pz值降為1.43為輕污染，水質(zhì)明顯好于匯入口上游的武水水質(zhì)（HS05-38，Pz值2.35，中污染），隨兩江匯合武水水質(zhì)狀況略有好轉(zhuǎn)（HS05-39，Pz值1.79，輕污染）。分析認(rèn)為，隨著湘南地區(qū)雨季到來，洪水江徑流水量增加，其礦區(qū)下游水質(zhì)可能還會(huì)進(jìn)一步改善。騎田嶺地區(qū)白臘水錫礦等的錫礦開采活動(dòng)不應(yīng)是珠江上游武水的可能污染物主要來源。

圖8 洪水江水污染指數(shù)變化曲線圖Fig.8 The curves of the water pollutant index in the Hongshui River

4 結(jié)論

（1）仰天湖高山草場水、土壤等環(huán)境地球化學(xué)現(xiàn)狀良好，沒有重金屬等的嚴(yán)重污染。

（2）禾花魚養(yǎng)殖區(qū)農(nóng)田、林地土壤的重金屬含量總體較低，地表水質(zhì)較好，污染水平極低。

（3）白臘水錫礦的開采活動(dòng)對(duì)礦區(qū)及周邊土壤造成了局部 Pb、Cu、Ni、Zn 等重金屬污染，但規(guī)模有限、程度不高，總體可控。錫礦開采引起礦區(qū)下游水體局部砷（As）、汞（Hg）、氟化物（F-）、錳 (Mn)、Tl等重金屬污染，但均降解較快。